1.一种恒增益双向DC-DC谐振变换器,其特征在于,包括主电路和控制电路,主电路包括第一端口、第二端口、两个谐振电路、两个辅助电路、两个开关回路和一个理想变压器,所述第一端口和第二端口可选择其中之一作为变换器的电源端,另外一个则相应地作为负载端;连接变压器两端的电路拓扑结构完全相同,变压器原边的谐振电路由谐振电感Lr1和谐振电容Cr1、Cr2组成,辅助电路由辅助电感Lp及辅助二极管D1、D2组成,开关电路由功率开关管S1、S2组成;变压器的副边的谐振电路由谐振电感Lr2和谐振电容Cr3、Cr4组成,辅助电路由辅助电感Ls和辅助二极管D3、D4组成,开关电路由功率开关管S3、S4组成;
所述主电路中各个部件的连接关系是:在变压器的原边,第一端口的正极同时与谐振电容Cr1的正极和功率开关管S1的漏极相连,第一端口的负极同时与谐振电容Cr2的负极和功率开关管S2的源极相连,谐振电容Cr1的负极、谐振电容Cr2的正极、辅助电感Lp的一端则同时和变压器原边的负极相连,功率开关管S1的源极与辅助电感Lp的另一端、谐振电感Lr1的一端和功率开关管S2的漏极同时连在一起,谐振电感Lr1的另一端则与变压器原边的正极相连,谐振电容Cr1、Cr2还分别连接着反并联的辅助二极管D1、D2;在变压器副边,变压器副边的正极与谐振电感Lr2的一端相连,变压器副边负极同时和谐振电容Cr3的负极、谐振电容Cr4的正极、辅助电感Ls的一端相连,谐振电感Lr2的另一端与开关管S3的源极、开关管S4的漏极同时和辅助电感Ls的另一端连在一起,开关管S3的漏极同时与谐振电容Cr3和第二端口的正极连接,而开关管S4的源极、第二端口的负极和谐振电容Cr4的负极同时连在一起,谐振电容Cr3、Cr4还分别连接着反并联的辅助二极管D3、D4。
2.根据权利要求1所述的恒增益双向DC-DC谐振变换器,其特征在于,控制电路包括控制器和驱动电路;控制器是DSP控制器,用于产生一组互补的PWM驱动信号,驱动电路将接收到的来自控制器的PWM驱动信号,经过隔离和电压增强后为主电路的开关管S1~S4提供驱动电压。
3.根据权利要求1或2所述的恒增益双向DC-DC谐振变换器,其特征在于,所述开关管S1~S4为存在反并联的体二极管和漏源极的寄生电容的开关管。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的恒增益双向DC-DC谐振变换器的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
在正向运行时,功率开关管S1和S3同时开通于流过谐振电感Lr1的电流ir1为零时,ir1为正弦信号,经过半个谐振周期后,ir1再次为零,此时将功率开关管S1和S3同时关闭,经过一段死区时间,在死区时间之间ir1在零附近微幅振荡,可认为在死区时间内ir1恒为0,因此S2和S4也在ir1也为零值同时导通,又经过半个谐振周期,ir1再次为零,S2和S4同时关闭。
反向运行下,此时谐振电感Lr2靠近电源端,于是根据流过该电感的电流ir2的过零点情况来判断功率开关管的开通和关断,功率开关管S1和S3同时开通于流过谐振电感Lr2的电流ir2为零时,ir2同样为正弦信号,经过半个谐振周期后,ir2再次为零,此时将功率开关管S1和S3同时关闭,经过一段死区时间,在死区时间之间ir2在零附近微幅振荡,仍可认为在死区时间内ir2恒为0,因此S2和S4也在ir2也为零值。